成型磨齿机磨削时烧伤与裂纹研究

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1、成型磨齿机磨削时烧伤与裂纹研究　　摘要：齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动，是机械产品中的重要组成部分。成型磨齿机磨齿是获得高精度齿轮最可靠的方法之一，因为生产效率高，所以在齿轮加工领域中的比重日益增大。文章分析了成型磨齿机磨削时烧伤和裂纹产生的原因，并提出改进方法。关键词：齿轮传动成型磨齿烧伤裂纹一、问题的提出由于成型磨齿机工作时砂轮与工件接触面较大，且砂轮多为刚玉或CBN，硬度较高，而齿轮齿面多经渗碳淬火，硬度比较高，因此磨齿时如果磨削工艺采用不当，齿面就很容易出现磨削烧伤和裂纹等，降低齿轮的使用寿命，甚至报废。二、分析故障产生的

2、原因成型磨时砂轮及修整参数和工艺参数的选择不当极易导致磨削时产生大量热量，特别是当这些热量不能及时被磨粒和冷却液带走时，将在磨削区域产生超过回火温度的过热而形成回火或产生超过加热奥氏体的过热而形成淬火使金相组织及应力发生变化，导致磨削烧伤和裂纹的产生。这仅仅是产生磨削烧伤和裂纹在磨齿工序的原因，还有很多其他原因需依靠在磨齿前注意热处理的影响和工艺编排，避免与轮齿精度相关工序的不量操作。4三、对原加工方法和工艺的改进首先应注意提高热处理质量，减少残奥含量和残余内应力及变形不当造成结构尺寸的变化，避免硬度超过HRC60，其将大大降低渗碳淬火钢的

3、可磨削性，尤忌超过HRC62。其次应减少轮齿预加工的错误，降低预制齿的齿面误差，避免预制齿后由于节圆的赵正不当将位置误差传递到齿面误差。此外，在工艺编排上发现下述措施对磨削烧伤及裂纹产生的敏感性具有一定的降低作用，磨前进行喷丸处理的齿轮因高速喷丸能抵消残余内应力的作用有正面影响；热处理后自然时效时间相对较长的工件因其残余内应力的充分释放而有正面影响；磨前进行恒温处理特别是冬季气温较低的情况下更有正面影响。磨齿前提高齿轮的找正精度和增加对中时在齿形，齿向及齿槽方面的数量并适当多放加工余量可避免在粗磨是由于过切而造成的磨削烧伤及裂纹，在磨削过程

4、中还应通过监视磨削轴的电流消耗和固体生侧仪的特性曲线的变化及时发现磨削异常并重新调整各类参数；保持足量磨削油，适当降低油温并恒温控制，注意及时调整喷嘴的压力与冲洗位置，以及可在砂轮的齿形根部HOFLER加修附加台阶，NILES加修后角以改善磨削油冲入的条件，这些对磨削热的散发都能起到改善作用。4当发现有磨削烧伤及裂纹的产生时，首先要把烧伤齿面用粗砂皮手工打毛和顺着裂纹用金刚锉削以阻断裂纹的再次扩散等，其次要重选砂轮及修整参数，同时应减少吃刀量，适当降低切削速度和冲程速度，尽量减少冲程数和增加周期循环数，减少砂轮的中间修整间歇数等进行修磨处理

5、，注意修磨时控制纯磨削电流不超过10A，裂纹及烧伤在修至目视看不出时一般单齿面公法线至少还需修掉0.03-0.1MM左右才能真正把烧伤及裂纹修磨掉。对磨削烧伤和裂纹敏感性较大的工件在大批量生产时还是优先选用CBN砂轮，其具有良好的导热性和较大的热容性，对磨削烧伤及裂纹产生的敏感性具有较明显的降低作用，并且大批量生产可摊薄CBN砂轮的单间成本。当磨削裂纹通过上述磨齿工艺的调整及修磨仍无法有效解决时，则应注意热处理回火的不及时、不充分甚至金相组织超差的原因，可考虑对对齿轮进行二次回火并清理后再修磨；对于垂直齿向的微裂纹可在180度左右重新回火，

6、对于较严重的龟裂纹可将温度提高至300度左右进行回火，因展成磨相比成型磨对磨削烧伤和裂纹的敏感性要低，也可利用展成磨的这一特性用于磨削烧伤及裂纹的修磨处理，或者在成型磨前安排展成磨进行拉毛刀粗磨工序。四、结语4对于成型磨齿机来说，通过观察磨齿机电流变化及选择合适的磨削参数可以及早发现并有效避免磨削裂纹的产生。影响可磨性的条件有：材料、材料批次的质量、硬度、热处理质量、磨削油和磨削油供给、砂轮技术参数、修整刀具和修整条件等，在磨削工艺参数设定上要根据齿轮的实际状况，如模数、齿数、齿宽、齿面硬度、齿面组织成分、齿根圆角状况等，选在合适的砂轮粒度

7、、砂轮线速度、冲程速度、冲程数、磨量及砂轮修磨次数等。一般对于大模数、大齿宽的齿轮应选择粒度较粗的砂轮，砂轮线速度、冲程速度、磨量要小，冲程数要少，砂轮修磨次数要多，并加大冷却液流量，避免产生磨削裂纹；前几圈一定要注意观察电流变化情况及齿面有无烧伤现象，如电流变大或齿面有烧伤情况，就要及时停机修改磨削参数。4